Sistema de Posicionamiento Global (GPS)

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Sistema de Posicionamiento Global

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Sistema de Posicionamiento Global (GPS)
  1. DEFINICION
    1. El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) es un servicio propiedad de los EE.UU. que proporciona a los usuarios información sobre posicionamiento, navegación y cronometría.
      1. Segmento del usuario
        1. Lo integran los receptores GPS que registran la señal emitida por los satélites para el cálculo de su posición tomando como base
          1. Velocidad de la luz, Tiempo de viaje de la señal
            1. Así se obtienen las pseudodistancias entre cada satélite y el receptor en un tiempo determinado, observando al menos cuatro satélites en tiempo común; el receptor calcula las coordenadas X, Y, Z y el tiempo.
        2. Segmento de control
          1. Es una serie de estaciones de rastreo, distribuidas en la superficie terrestre que continuamente monitorea a cada satélite analizando las señales emitidas por estos y a su vez, actualiza los datos de los elementos y mensajes de navegación, así como las correcciones de reloj de los satélites.
            1. Las estaciones se ubican estratégicamente cercanas al plano ecuatorial y en todas se cuenta con receptores con relojes de muy alta precisión.
          2. Segmento espacial
            1. Es una constelación de satélites de navegación que orbitan la Tierra a una altitud de cerca de 12.000 millas (20.000 kilómetros). A esta altitud, los satélites completan dos órbitas en un poco menos de un día
              1. Señales GPS
                1. Los satélites del GPS transmiten dos señales de radio de baja potencia, llamadas "L1" y "L2". Cada señal GPS contiene tres componentes de información:
                  1. datos de almanaque.
                    1. Contiene información sobre el estado del satélite y la fecha y hora actuales
                    2. ódigo pseudoaleatorio
                      1. Identifica al satélite que transmite su señal
                      2. datos de efemérides de satélite
                        1. Proporcionan información sobre la ubicación del satélite en cualquier momento.
                      3. Aunque el GPS puede dar posiciones muy precisas, aún hay fuentes de error.
                        1. Estos incluyen los errores del reloj, los retrasos atmosféricos, sin saber exactamente dónde están los satélites en sus órbitas, las señales que se refleja de los objetos en la superficie de la Tierra, e incluso la degradación intencionada de la señal del satélite.
                      4. Determinación de Posiciones del GPS
                        1. Las posiciones se obtienen mediante la determinación de las distancias a los satélites visibles. Este proceso se conoce como "trilateración".
                          1. El momento de la transmisión de la señal en el satélite se compara con el momento de la recepción en el receptor.
                            1. La diferencia de estos dos tiempos nos dice cuánto tiempo tomó para que la señal viajara desde el satélite al receptor.
                              1. La diferencia de estos dos tiempos nos dice cuánto tiempo tomó para que la señal viajara desde el satélite al receptor.
                      5. COMO FUNCIONA EL GPS
                        1. GPS depende en que cada satélite en la constelación transmita su posición exacta y una señal de tiempo extremadamente precisa a los recibidores en la tierra. Dada esta información, los receptores GPS pueden calcular su distancia al satélite, y combinando esta información de cuatro satelites, el recibidor puede calcular su posición exacta usando un proceso llamado trilateración.
                          1. Trilateración
                            1. Si uno conoce la distancia a un satélite, uno sabe que su posición se encuentra sobre una esfera con centro en el satélite y con un radio igual a la distancia (Cuadro 3A).
                            2. El cuarto satélite
                              1. La distancia a los satélites se calcula midiendo el tiempo que toma a la señal a llegar del satélite al recibidor (Distancia = velocidad X tiempo).
                              2. Otros errores
                                1. Otros errores tienen influencia en las medidas de las señales de los satélites GPS, entre ellos están la interferencia atmosférica y reflejos de obstáculos en la tierra como árboles y edificios.
                                2. Aumento en la precisión
                                  1. Nuevos métodos están en desarrollo contínuo para hacer los sistemas GPS más precisos y confiables. En el presente, los más comunes son el GPS diferencial (DGPS), y el Sistema de Aumento en Areas Amplias ("Wide Area Augmentation System" - WAAS).
                              3. USOS PARA EL GPS
                                1. El desarrollo de posicionadores de GPS precisos y a precios razonables (Cuadro 4), y la miniaturización de componentes electrónicos, han hecho que el GPS se encuentre disponible a casi todo el mundo, lo cual ha facilitado que el GPS esté convirtiendose en una necesidad en muchas facetas de la vida cotidiana.
                                  1. Agricultura
                                    1. Aumentar su producción y a mejorar la eficiencia de sus métodos de cultivo. Sistemas de GPS ubicados en los tractores y en otros vehículos agrícolas, junto con sofisticados sistemas de información geográficos utilizan varios métodos para recoger datos sobre las condiciones del suelo, humedad, temperatura y muchas otras variables
                                    2. Navegación en Tierra y Mar
                                      1. Precisión de cartas marinas, para guiar sistemas de auto-piloto, para marcar objetos sumergidos como obstrucciones o su sito favorito de pesca, y para determinar la posición exacta de naves en alta mar.
                                      2. Usos Militares
                                        1. La navegación general, los servicios militares utilizan el GPS en gran variedad de aplicaciones incluyendo dirigir proyectiles y "bombas inteligentes" a sus blancos, para organizar el despliegue de tropas, para la coordinación en el campo y muchas otras
                                        2. Mapas y Agrimensura
                                          1. El GPS permite la construcción de mapas y cartas más precisas, y es usado rutinariamente por agrimensores para planear proyectos y localizar marcadores cadastrales, límites, estructuras, y rasgos naturales.
                                          2. Ciencias
                                            1. Investigaciones de Campo, usado ampliamente en la seismología, física, ciencias del espacio y en muchas otras ramas de la ciencia.
                                            2. Recreación
                                              1. Operadores de embarcaciones para mantener el curso y para regresar a sitios favoritos, por ciclistas y naturistas para mantenerse al tanto de sus posiciones y rutas, y por grupos de viaje para compartir información sobre viajes y rutas.
                                              2. Referencia de Tiempo
                                                1. GPS se usa frecuentemente como un cronómetro fiable, puede ser usado para sincronizar múltiples instrumentos científicos desplegados en el campo, o para cualquier experimento que requiera sincronización precisa
                                            Show full summary Hide full summary

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